强γ抑制的6LiF/ZnS(Ag)中子探测器研制及性能测试

作者：夏庆中; 蒋勇; 夏广新; 何铁^*

来源：原子能科学技术, 2023, 57(11): 2218-2224.

• 3He短缺" name="keyword">3He短缺
• 探测效率
• 6LiF/ZnS(Ag)闪烁体" name="keyword">6LiF/ZnS(Ag)闪烁体
• γ灵敏度

在慢热中子探测领域，为应对3He气体资源的日益短缺，迫切需要研究新型中子探测器以替代3He气体探测器。基于6LiF/ZnS(Ag)的闪烁体材料由于具有中子截面大、探测效率高、γ抑制强等特点，是较为理想的中子探测材料。本文采用蒙特卡罗程序MCNP5构建闪烁体结构模型，在不同质量比、厚度参数条件下计算了中子探测效率，并对闪烁体结构参数进行了优化设计。利用纯国产的6LiF和ZnS(Ag)材料研制了不同质量比和不同厚度的6LiF/ZnS(Ag)闪烁体。通过252Cf源和60Co源测试了不同厚度和不同质量比条件下6LiF/ZnS(Ag)闪烁体的探测效率及γ灵敏度。测试结果表明，6LiF和ZnS(Ag)质量比1∶3、厚度400μm是较为理想的中子探测参数。新研制的6LiF/ZnS(Ag)闪烁体的热中子探测效率达到30%以上，对γ具有较强的抑制能力，在45 mV阈值设置条件下γ灵敏度可达10-7。

• 单位
  中国工程物理研究院